Des chercheurs décrivent un nouvel état de la matière appelé "verre liquide"
Aussi banal que cela puisse paraître, le verre est un matériau étonnamment mystérieux. Récemment, des scientifiques de l’université de Constance (Allemagne) se sont attaqués au vieux problème scientifique de la transition vitreuse en identifiant un nouvel état de la matière appelé verre liquide, qui présente des propriétés inhabituelles.
Image d’entête : représentation du verre tel qu’il apparaît lorsqu’il est chauffé presque à la « température de transition vitreuse », lorsqu’il est simultanément composé de régions fluides et en mouvement et de régions solides et rigides. (Kevin Kubarych/ Matthew Ross)
Il est toujours faux de croire que le verre est déjà un liquide, une idée répandue par certains professeurs de l’enseignement et des guides touristiques mal informés. Mais ce n’est pas techniquement vrai, le verre est un solide amorphe. Normalement, lorsqu’une substance passe de l’état liquide à l’état solide, les atomes qui s’écoulaient auparavant librement s’alignent pour former un cristal rigide. Mais ce n’est pas le cas du verre : ses atomes se « figent » dans leur état désordonné.
Ou du moins, c’est comme ça que ça se passe généralement. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont découvert une forme du verre où les atomes présentent un comportement complexe qui n’avait jamais été observé auparavant dans le verre en vrac. En gros, les atomes peuvent se déplacer, mais ils ne peuvent pas tourner.
L’équipe a fait cette découverte dans un “système modèle de suspensions colloïdales”. Ces mélanges sont constitués de grandes particules solides en suspension dans un fluide, ce qui permet aux scientifiques d’observer plus facilement le comportement physique des atomes ou des molécules. Normalement, ces particules sont des sphères, mais pour cette expérience, l’équipe a utilisé des particules elliptiques afin de pouvoir dire dans quelle direction elles pointent.
Les chercheurs ont testé différentes concentrations de particules dans le fluide, en suivant leur capacité à se déplacer et à tourner. Finalement, ils ont découvert qu’à des concentrations plus élevées, les particules se gênaient mutuellement dans leur rotation, mais qu’elles pouvaient toujours se déplacer, formant un état de verre liquide.
Selon Andreas Zumbusch, auteur principal de l’étude :
À certaines densités de particules, le mouvement d’orientation s’est figé alors que le mouvement de translation a persisté, ce qui a donné des états vitreux où les particules se sont regroupées pour former des structures locales d’orientation similaire.
La position et l’orientation des particules ellipsoïdales dans des agglomérats d’un verre liquide. (Groupes de recherche du professeur Andreas Zumbusch et du professeur Matthias Fuchs)
L’équipe indique que le comportement observé provient de deux transitions vitreuses concurrentes qui interagissent l’une avec l’autre. Le verre liquide a été prédit depuis des décennies, et la nouvelle observation suggère que des processus similaires pourraient être à l’œuvre dans d’autres systèmes de formation du verre.
Selon Matthias Fuchs, auteur principal de l’étude :
C’est incroyablement intéressant d’un point de vue théorique. Nos expériences fournissent le type de preuves de l’interaction entre les fluctuations critiques et l’arrêt du verre que la communauté scientifique recherche depuis un certain temps.
L’étude publiée dans The Proceedings of the National Academy of Sciences : Observation of liquid glass in suspensions of ellipsoidal colloids et présentée sur le site de l’université de Constance : Neither liquid nor solid.
Vous dites avec arguments à l’appui que le verre n’est pas liquide. Cependant, l’on trouve de très vieux vitraux où le sommet de la pièce laisse passer un jour pendant qu’à son pied, il y a une accumulation de matière. Ce mouvement n’est-il pas celui d’un liquide ?
Bonjour, en fait cette accumulation provient du procédé de fabrication du verre au temps de la construction des cathédrales. Par exemple, https://www.pourlascience.fr/sd/physique/les-verres-coulent-ils-5995.php